CN114370362A - 液体喷射喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液体喷射喷嘴，该液体喷射喷嘴能够降低动能的损失并将液体微粒化而进行喷雾，从而能够促进与其他气体之间的混合，并能够促进液体与其他气体之间的反应。该液体喷射喷嘴在喷嘴主体的顶端部配设有形成有喷孔的多个顶端梢。在顶端梢中以围绕喷孔的方式形成有回旋流室，在顶端部形成有从比中空部的阀座更靠顶端侧的顶端侧壁面与顶端梢的回旋流室的圆锥面的顶端连通的细孔。通过针阀的升降，使液体流路的液体从连通细孔沿切线方向流入回旋流室而产生旋涡流，并将旋涡流从喷孔向外部喷雾。
Description
技术领域
本发明涉及例如在发动机、燃烧器、废气净化装置等各种装置中使用的喷射燃料等液体的液体喷射喷嘴。
背景技术
以往，喷射燃料、氨水等液体的液体喷射装置是如下装置：在发动机、燃烧器、废气净化装置等中使用，将液体以高压状态蓄积，并将高压的液体输送至喷嘴，并从阀座打开喷嘴部中的针阀，从而将高压的液体喷射至液体喷雾室、燃烧室等腔室内并将液体进行喷雾的装置。例如，由于共轨式燃料喷射装置能够将2000巴(bar)以上的燃料多段喷射，因此，能够在最新的发动机中应用。对于该液体喷射装置，液体的喷射系统的最大缺点是成本高，可以说喷射系统部件的成本高昂是未普及的原因之一。
作为燃料喷射喷嘴，已知既能够保持喷孔板的强度又能够促进喷雾的微粒化的燃料喷射喷嘴。该燃料喷射喷嘴在安装至喷嘴主体的顶端的喷孔板上形成有喷孔。喷孔板在喷孔的入口侧开口的周缘形成凹部，由此，使喷孔附近的喷孔板的板厚减小，从而缩短喷孔的整体长度。由于燃料沿着凹部流入喷孔，因此，燃料碰撞的位置接近喷孔的出口侧，在喷孔的更靠出口侧产生紊流的燃料难以被缩短的喷孔整流，从而促进了燃料的喷雾的微粒化(例如，参照日本特开2004-84549号公报)。
另外，作为燃料喷射喷嘴，已知可变喷孔式的燃料喷射喷嘴。该燃料喷射喷嘴在外针中为了开闭第二喷孔而在比贯通孔更靠顶端侧设置第二外侧阀座部，而且，在第二外侧阀座部的顶端侧设置圆周状的槽。第二外侧阀座部的附近部分容易因基于背压等的不正当力而引起弹性变形。第二外侧阀座部被较强地按压至第二外侧阀座面，从而外侧积存部与第二喷孔之间被可靠地遮断(例如，参照日本特开2006-220129号公报)。
本申请人开发了液体喷射喷嘴的多喷孔结构体，并已经进行了专利申请。该液体喷射喷嘴将液体微粒化并进行喷雾，由此促进与其他气体之间的混合，从而促进液体与其他气体的反应。该液体喷射喷嘴在喷嘴主体的顶端部配设多个形成有喷孔的顶端梢。在顶端梢中围绕喷孔形成有回旋流室，在顶端部形成有从比中空部的阀座更靠顶端的内壁面在切线方向上与顶端梢的凹部的外周区域连通的细孔。通过针阀的升降，液体流路的液体从细孔沿切线方向流入回旋流室而产生旋涡流，并且旋涡流从喷孔向外部喷雾(例如，参照日本特开2019-15253号公报)。
但是，在以往的燃料喷射装置中，从喷嘴喷射的喷雾状态不能充分地微粒化，喷雾不能充分地在腔室内扩散，从而不能满足空气和燃料的混合状态或者废气与用于废气净化的氨水、尿素水等液体的混合状态。
因此，如上所述，本申请人开发了如下的液体喷射喷嘴：液体喷射喷嘴的喷孔结构体由分别形成有流路的三层板构成，并通过依次流过三层板的流路而使液体产生回旋流。该液体喷射喷嘴将液体微粒化并进行喷雾，由此促进与其他气体之间的混合，从而促进液体与其他气体之间的反应，但由于形成于顶端梢的回旋流室为圆盘状且出口侧平坦，因此，形成于顶端部的连通细孔相对于回旋流室的轴倾斜20度左右，因此，以70度的角度转换回旋流的方向并形成回旋流。因此，对于上述液体喷射喷嘴来说，在回旋流室中生成的回旋流即涡流所具有的动能在从圆盘状的回旋流室流入喷孔时较大地损失，而且，在圆盘状的回旋流室中生成的涡流为了流入设置于圆盘状的回旋流室的中央的喷孔，再次直角地转换方向而流入喷孔的流路，因此，在这里也产生较大的动能的损失。对于上述液体喷射喷嘴，通过针阀的升降，液体流路的液体从细孔沿切线方向流入回旋流室而产生涡流即旋涡流，但在该旋涡流的动能较大地损失的状态下，动能减少的旋涡流从喷孔向外部喷雾，从而不能实现在外部扩散较大的喷雾、使增加的流量喷雾。
发明内容
本发明的目的在于解决上述的问题，为了进一步改善在先申请的液体喷射喷嘴，提供一种液体喷射喷嘴，其特征在于，将在配设于顶端部的顶端梢形成的回旋流室在入口侧形成为锥面即截头圆锥面，将喷嘴主体的液体积存室中的液体通过连通细孔向圆锥状的回旋流室引导，并在回旋流室中产生强力的涡流，在不降低涡流的动能的情况下，在促进涡流的回旋流的状态下从喷孔使喷雾状态强力地广角扩散并使液体的流量增大而进行喷雾，从而促进液体与空气、燃烧气体等其他气体之间的混合，由此促进燃烧等。
本发明涉及一种液体喷射喷嘴，包括：喷嘴主体，具有包括供给液体的液体积存部的液体流路；以及针阀，可往复升降地嵌插至沿所述喷嘴主体的长度方向延伸的中空部，所述针阀的顶端落座于形成于所述喷嘴主体的所述中空部的顶端侧壁面的阀座部，在比所述阀座部更靠顶端侧形成有顶端液体积存部，在所述顶端液体积存部的壁面形成有多个喷孔，通过所述针阀的升降，打开形成在所述喷嘴主体的所述中空部的所述顶端侧壁面与所述针阀的所述顶端的外周面之间的所述液体流路并从所述喷孔将所述液体向外部喷雾，
在所述喷嘴主体的顶端部，形成有所述喷孔的顶端梢在周向上隔开间隔地设置有多个，并设置有形成于所述顶端梢的内侧的圆锥状的回旋流室和与所述回旋流室连通的形成于外侧的所述喷孔，在所述喷嘴主体的所述顶端部，形成有将所述顶端液体积存部和所述回旋流室连通的至少一个连通细孔，所述连通细孔相对于所述回旋流室的轴心具有倾斜角度，所述倾斜角度的矢量成分具有所述喷孔的轴向和所述回旋流室的切线方向并形成于所述顶端部，通过所述针阀的升降，所述液体流路的所述液体从所述连通细孔流入所述回旋流室而在所述回旋流室中产生涡流，所述涡流从所述喷孔向所述外部喷雾。
另外，所述连通细孔相对于所述回旋流室的倾斜角度是相对于所述回旋流室的轴心倾斜15度～45度的角度。所述回旋流室的所述圆锥面以相对于所述回旋流室的所述轴心成10度～40度的角度打开流入侧。而且，所述喷孔的轴心与所述回旋流室的所述轴心偏芯地设置。另外，所述喷孔的轴心与所述回旋流室的所述轴心设置在同一轴上。
另外，所述顶端梢与形成于所述喷嘴主体的所述顶端部的贯通孔接合。
另外，所述连通细孔相对于所述顶端梢在所述喷嘴主体的所述顶端部形成两个，并且在与相对于所述回旋流室的所述圆锥面预先决定的位置不同的位置，分别沿倾斜的切线方向交叉地形成，来自所述连通细孔的喷流在所述回旋流室中沿相同方向形成所述涡流。
或者，所述连通细孔相对于所述顶端梢在所述喷嘴主体的所述顶端部形成两个，所述回旋流室形成为由圆筒状室和与该圆筒状室连续的圆锥状室构成的复合回旋流室。
另外，优选地，所述液体为超高压型的柴油发动机用的燃料。
本发明的液体喷射喷嘴具有如上所述的结构，通过将在设置于喷嘴主体的顶端梢形成的回旋流室构成为圆锥面，使液体积存部的液体通过连通细孔沿着回旋流室的圆锥面高速流入，不改变液体的流动方向，不损失液体具有的动能，即，使因涡流从回旋流室向喷孔的流动而引起的动能损失变为最小限度，涡流在圆锥形的回旋流室中一边旋转一边沿着圆锥面减小其旋转直径并提高旋转速度，向圆锥的顶端部流动，从而不改变流出方向地从喷孔喷射高速的涡流。由此，能够显著地降低伴随着回旋流室的涡流的缩流的动能的损失，并能够增大流量，连通细孔的动能在回旋流室中平稳地转换为涡流的动能，从而能够进一步以最小的动能损失使液体流动至喷孔。其结果，与以往的圆盘状的回旋流室相比，在本发明的圆锥状的回旋流室中，能够在不降低流体的动能的情况下从喷孔进行喷雾。回旋流室的圆锥面相对于其轴心的倾斜角度为10度～40度，直径方向的打开角度为20度～80度，优选单侧为15度、打开角度为30度左右。换言之，若与圆锥状的回旋流室中的连通细孔为相同的倾斜角度，则能够通过形成圆锥状的回旋流室使喷雾的扩展角度变大地进行扩散，这能够减小圆锥状的回旋流室的底边直径，从而能够显著地降低流路的无用容积。
在圆盘状的回旋流室的情况下，使液体流入圆盘状的回旋流室的连通细孔相对于圆盘中心轴即轴心的倾斜角度在圆盘状的回旋流室中为倾斜20度，通过该倾斜角度，能够将流入液体即流入燃料的流动方向分离为与圆盘中心轴平行的轴流方向和圆盘中心轴的垂直方向且圆盘的切线方向的两个矢量。通过与该圆盘中心轴垂直方向的流动，在回旋流室中产生强力的涡流。相对于此，在圆锥状的回旋流室的情况下，通过连通细孔流入的燃料沿着圆锥状的圆锥面具有角度地流入，因此，动能的损失很少。其结果，喷嘴主体的连通细孔相对于回旋流室的倾斜角度在在先申请的圆盘状的情况下，相对于回旋流室的中心轴即轴心倾斜25度～30度是最佳的，但在本申请发明的圆锥状的回旋流室的情况下，15度～30度是最佳的。若连通细孔的倾斜角度过大，则由于不能与喷嘴的直径为0.8～1mm左右的油积存部内连通，因此，无需增大液体积存部的直径，喷嘴中的无用容积的扩大会增大HC等的产生，因此不是优选的。而且，如上所述，通过圆锥状的回旋流室使来自连通细孔的液体顺畅地流入，具有在不损失高压的喷射泵的压力的情况下对喷雾起作用的效果。即，若与圆盘状的回旋流室中的连通细孔为相同的倾斜角度，则在使用圆锥状的回旋流室时，能够增大喷雾的扩展角度。这能够减小圆锥状的回旋流室的底部直径，从而也能够显著地降低油路的无用容积。
通过如上所述，该液体喷射喷嘴通过圆锥状的回旋流室从喷孔使液体即燃料喷射，能够在不损失液体的动能的情况下形成强力的涡流，并从喷孔将液体扩散地喷射。通过连通细孔流入的液体在圆锥状的回旋流室中形成涡流，并且该涡流在不损失动能的情况下向喷孔流入，即，降低了液体从圆锥状回旋流室流入喷孔的情况下的动能的损失，并且圆锥状回旋流室的无用容积大致变成1/3。另外，使液体流入回旋流室的连通细孔的倾斜角度能够减小至生成所需要的涡流所需的1/2左右，从而易于顶端梢的制造。另外，通过使回旋流室形成为圆锥面，在从喷孔得到相同的扩展角度的喷雾的情况下，在圆锥状的回旋流室的情况下能够增大液体流量。该液体喷射喷嘴即使构成为具有一个形成于顶端部且与回旋流室连续的连通细孔而非多个，喷雾的形状、扩展、粒径、长度也不会变化，从而能够低成本化，并能够提高设置于喷嘴主体的顶端部的顶端梢的强度。即，该液体喷射喷嘴在圆锥状的回旋流室中形成燃料、氨水、尿素水等液体的动能强的旋涡流，将液体微粒化并从喷孔扩散地喷雾，从而使喷雾液体与空气、废气等其他气体的混合状态变良好，由此，能够促进燃烧、氧化还原反应。即，在所述顶端梢中，回旋流室的圆锥面使液体的流动的方向的矢量变换为旋涡流，并在维持该动能的状态下将旋涡流引导至喷孔，由此，能够促进从喷孔喷雾的液体的微粒化，并且能够在大范围内使喷雾轨迹广角地扩散并进行喷雾。
附图说明
图1示出了本发明的液体喷射喷嘴的一实施例，示出了设置于喷嘴主体的顶端的多喷孔结构体，是示出了两个顶端梢，并示出了形成于喷嘴主体的顶端部的连通细孔为两个的情况的概略剖视图。
图2示出了图1的附图标记C的区域，图2中的(A)是放大剖视图，图2中的(B)是从图2中的(A)中的附图标记D观察的主视图。
图3是在本发明的液体喷射喷嘴中，从顶端侧透视地表示多喷孔结构体的六个顶端梢的主视图，是示出了形成于喷嘴主体的顶端部的连通细孔为一个的情况，并立体地示出了形成于顶端梢的喷孔和回旋流室的说明图。
图4是表示图3的喷嘴主体的顶端部的侧视图。
图5是在本发明的液体喷射喷嘴中，从顶端侧透视地表示多喷孔结构体的六个顶端梢的立体图，是示出了形成于喷嘴主体的顶端部的连通细孔为一个的情况，并立体地示出了形成于顶端梢的喷孔和回旋流室的说明图。
图6是示出了与图5的燃料喷射喷嘴的多喷孔结构体相比，形成于喷嘴主体的顶端部的连通细孔向相反方向倾斜的情况，并立体地示出了形成于顶端梢的喷孔和回旋流室的说明图。
图7是在本发明的液体喷射喷嘴中，从顶端侧透视地表示多喷孔结构体的两个顶端梢的立体图，是示出了形成于喷嘴主体的顶端部的连通细孔为一个的情况，并立体地示出了形成于顶端梢的喷孔和回旋流室的说明图。
图8示出了在本发明的液体喷射喷嘴中，形成于喷嘴主体的顶端部的一个连通细孔、形成于顶端梢的回旋流室以及形成于顶端梢的喷孔之间的位置关系，图8中的(A)是表示回旋流室的轴心与喷孔的轴心一致地连通的说明图，图8中的(B)是表示形成于喷嘴主体的顶端部3的一个连通细孔与形成于顶端梢的回旋流室偏芯地连通的说明图，图8中的(C)是图8中的(A)的俯视图。
图9是表示在本发明的液体喷射喷嘴中，形成于喷嘴主体的顶端部的一个连通细孔、以及形成于顶端梢的回旋流室与喷孔之间的位置关系的说明图，图9中的(A)是表示回旋流室的轴心与喷孔的轴心彼此偏芯的情况的说明图，图9中的(B)是图9中的(A)的俯视图。
图10是表示在本发明的液体喷射喷嘴中，形成于喷嘴主体的顶端部的两个连通细孔、以及形成于顶端梢的回旋流室与喷孔之间的位置关系的说明图，图10中的(A)是表示两个连通细孔与回旋流室彼此偏芯地连通，并且回旋流室的轴心与喷孔的轴心一致的情况的第三实施例的说明图，图10中的(B)是表示图10中的(A)的侧面的说明图，图10中的(C)是图10中的(B)的俯视图。
图11是表示在本发明的液体喷射喷嘴中，形成于喷嘴主体的顶端部的两个连通细孔、以及形成于顶端梢的复合回旋流室与喷孔之间的位置关系的说明图，图11中的(A)是表示两个连通细孔与复合回旋流室彼此偏芯地连通，并且复合回旋流室的轴心与喷孔的轴心一致的情况的第四实施例的说明图，图11中的(B)是表示图11中的(A)的侧面的说明图，图11中的(C)是图11中的(B)的俯视图。
具体实施方式
本发明的液体喷射喷嘴的多喷孔结构体优选例如适用于搭载柴油发动机的燃料喷射装置、将氨水、尿素水等液体喷雾的废气净化装置等将液体喷雾的喷嘴。
以下，参照附图，说明该液体喷射喷嘴的实施例。首先，参照图1和图2，说明该液体喷射喷嘴的第一实施例的概略结构。该液体喷射喷嘴能够适用于例如搭载柴油发动机或汽油发动机的燃料喷射喷嘴、或将氨水、尿素水等液体喷雾的废气净化装置。该液体喷射喷嘴主要包括：管状的喷嘴主体1，固定于发动机、喷射装置、燃烧设备等的安装部且具有供给液体的液体流路8、16；以及针阀2，构成以在喷嘴主体1的长度方向上延伸的中空部4内形成液体积存部6的方式在中空部4内可滑动升降地嵌插的阀体。该液体喷射喷嘴中的喷孔结构体大体上在喷嘴主体1的顶端部3的结构上具有特征。喷嘴主体1由形成为相同直径地贯通的中空部4的金属制的管构成，并在顶端部3形成缩径的中空部20。另外，在该液体喷射喷嘴中，针阀2的圆锥面的顶端面12落座于形成于喷嘴主体1的中空部4的顶端侧的侧壁面15的研钵状的阀座11，利用针阀2的升降打开形成在喷嘴主体1的中空部4的壁面24与针阀2的外周面13之间的液体流路8，并从设置于喷嘴主体1的顶端部3的多个喷孔7将液体喷雾。该液体喷射喷嘴构成为多喷孔结构体，特别地，优选适用于喷射压力较大，例如为100～300Mpa左右且液体喷雾的秒速达到大约1000m的柴油发动机用超高压型的燃料喷射喷嘴。另外，由于直喷的汽油发动机也期望燃料的微粒化，因此，也能够将该多喷孔结构体适用于汽油发动机用的高压的燃料喷射喷嘴。
另外，关于构成该液体喷射喷嘴的多喷孔结构体，顶端梢5能够被加工成与喷嘴主体1的顶端部3一体的结构，或者多个(在附图中为六个)顶端梢5在喷嘴主体1的顶端部3的周向上隔开间隔地与顶端部3分别接合并设置于喷嘴主体1的顶端部3。当然，在图1和图2中，顶端梢5从喷嘴主体1的外表面突出，但当然也能够以埋入喷嘴主体1的凹部的状态配设。特别地，喷孔结构体在喷嘴主体1的顶端部3将顶端梢5在周向上隔开间隔地设置多个，优选为六个，并根据尺寸、类型能够设置4、5、7、12个。在顶端梢5的内侧形成截头圆锥状的圆锥面25作为液体积存部并形成回旋流室9，在喷嘴主体1的顶端部3形成有作为流路的至少一个(优选为两个)连通细孔10(在图1中为两个)。这里，连通细孔10优选相对于顶端梢5的回旋流室5在喷嘴主体1的顶端部3交错地形成有两个，例如形成为
左右。如图1和图2所示，将形成于顶端部3的连通细孔10与回旋流室9的外周区域17在倾斜切线方向上连通。优选地，使液体(以下，作为一例，称为“燃料14”)通过两个连通细孔10交错地流入积存液体的回旋流室9，并在回旋流室9中产生旋涡流即回旋流，并使向燃烧室等的外部喷射。在外部的燃烧室(未图示)中，通常燃料14的喷雾与高压空气碰撞而被施加剪切力，从而促进燃料14的微粒化。即，在超高压型的柴油发动机中，燃料14为各种轻油，另外，在汽油发动机中，燃料14为各种汽油。
特别地，该液体喷射喷嘴的特征在于，对燃料14除上述剪切力以外还施加回旋流而产生离心力，从而进一步促进燃料14的微粒化。另外，该液体喷射喷嘴将燃料14的喷雾的涡旋从喷孔7强烈地喷射至燃烧室时，燃烧室内的喷雾广角地扩散，在优选的状态下被喷射。特别地，由于回旋流室9形成为截头圆锥形状的圆锥面25，因此，流入回旋流室9的燃料14沿着圆锥面25在不损失动能的情况下变成涡流并顺畅地流动。另外，若从连通细孔10流入回旋流室9的偏芯半径较大，则涡流增大。这里，偏芯半径是指燃料14从回旋流室9的轴心26流入的地点即距连通细孔10的轴心21的距离r(参照图8B)。因此，若将流入的燃料14的单位质量设为m，将惯性矩设为I，则I＝mr2。另外，若将旋转的燃料14的角速度设为ω，则旋转的圆盘的动能为(1/2)mr2ω2。因此，偏芯半径r越大，则旋转的动能越大，从而涡流增大。而且，若从连通细孔10流入回旋流室9的流速即角速度ω大，则涡流增大并被促进。流速由连通细孔10的直径来确定，动能为(1/2)mV2。另外，在该多喷孔结构体中，连通细孔10与回旋流室9之间的边界部被平滑地加工，从而降低压力损失。
另外，在该液体喷射喷嘴中，喷嘴主体1的连通细孔10的倾斜角度在在先申请的圆盘状的回旋流室的情况下，相对于回旋流室的中心轴即轴心倾斜25度～30度是最佳的，但在本申请的圆锥状的回旋流室9的情况下，15度～30度是最佳的。连通细孔10的倾斜角度过大时，由于不能与喷嘴的直径为0.8～1mm左右的油积存部内部连通，从而不需增大液体积存部6的直径，喷嘴中的无用容积的扩大会增大HC等的产生，因此不优选。另外，如上所述，该液体喷射喷嘴利用圆锥状的回旋流室9使来自连通细孔10的液体14顺畅地流入，具有在不损失高压的喷射泵的压力的情况下对喷雾起作用的效果。即，在该液体喷射喷嘴中，连通细孔10相当于回旋流室9的倾斜角度优选为相对于回旋流室9的轴心26倾斜15度～30度。
另外，在本发明的液体喷射喷嘴中，形成于顶端梢5的回旋流室9的圆锥面25以相对于回旋流室9的轴心26成10度～40度的角度打开液体14的流入侧，液体14的流出侧即喷孔7的流入侧形成为收缩的漏斗状的截头圆锥面25，但可知液体14从回旋流室9作为涡流强力并顺畅地向喷孔7流入是有效的。
参照图1～图7，说明该液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的各实施例。该实施例的多喷孔结构体的特征在于，在喷嘴主体1的顶端部3的外表面18，形成有一个喷孔7的顶端梢5在周向上隔开间隔地设置多个(例如，六个)，在顶端梢5的内侧形成围绕喷孔7的圆锥面25的回旋流室9。在图1和图2中，示出了该液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的第一实施例。对于第一实施例，燃料14的流动方向由箭头表示。形成于顶端梢5的背面的回旋流室9的壁面形成为圆锥面25，从而不会成为燃料14的流动的阻力。另外，在该多喷孔结构体中，从比中空室4的阀座11更靠顶端侧的顶端侧壁面15与顶端梢5的回旋流室9的外周区域17在切线方向上连通的至少一个连通细孔10(在图中为两个)交错地形成于喷嘴主体1的顶端部3。另外，该多喷孔结构体的特征在于，利用针阀2的升降，使液体流路8的燃料14从连通细孔10沿切线方向流入回旋流室9的外周区域17并在回旋流室9中产生圆锥状的旋涡流，并将该旋涡流从喷孔7向外部喷雾。另外，连通细孔10优选相对于顶端梢5分别至少形成一个，在与相对于回旋流室9的外周区域17预先决定的不同位置即外周区域17的相对位置，在不同的角度的倾斜切线方向上连通并分别形成于喷嘴主体1的顶端部3。即，由于燃料14从连通细孔10流入回旋流室9的圆锥面25，回旋流室9为圆锥状的圆锥面25，因此，在回旋流室9中产生涡流，从而压力损失变小。燃料14在回旋流室9中变成涡流，然后从喷孔7向外部的燃烧室喷雾，喷雾状态以广角扩展并微粒化，从而促进燃烧室内的空气、废气的混合。
接下来，参照图3～图6说明该液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的第二实施例。在图3中示出了在本发明的液体喷射喷嘴中，在第二实施例中，从顶端侧透视多喷孔结构体中的六个顶端梢5的主视图。在喷嘴主体1的顶端部3分别形成一个连通细孔10。在顶端梢5中分别立体地示出了喷孔7和回旋流室9。另外，图4是从侧方观察图3的喷嘴主体1的顶端部3的侧视图。在图5中示出了透视地表示图3所示的多喷孔结构体中的六个顶端梢5的透视图，示出了形成于喷嘴主体1的顶端部3的连通细孔10为一个的情况，并立体地示出了形成于顶端梢5的喷孔7和回旋流室9。在图6中示出了在图5的多喷孔结构体中，形成于喷嘴主体1的顶端部3的连通细孔10向相反方向倾斜的情况，并立体地示出形成于顶端梢5的喷孔7和回旋流室9。
接下来，参照图7说明该液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的第三实施例，图7示出了从顶端侧透视地表示本发明的液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的立体图。作为设置于喷嘴主体1的顶端部3的多喷孔结构体，透视地示出了两个顶端梢5。示出了形成于顶端部3的连通细孔10为一个的情况，并立体地示出了形成于顶端梢5的喷孔7和回旋流室9。
如上所述，在图3～图7中，大体来说，透视喷嘴主体1的顶端部3，并为了说明作为空处的连通细孔10和顶端梢5而立体地示出了连通细孔10和顶端梢5之间的外形，透视顶端部3并分别示出透视图。特别地，这些实施例的多喷孔结构体的特征在于，在喷嘴主体1的顶端部3的外表面18，形成有一个喷孔7的顶端梢5在周向上隔开间隔地设置多个(在图3～图6中为六个，在图7中为两个)，在顶端梢5的内侧，围绕喷孔7的截头圆锥形状的回旋流室9和从该回旋流室9沿切线方向延伸的至少一个连通细孔10形成于外周区域17的相对位置。形成于顶端梢5的背面的回旋流室9形成为圆锥面25，并以使燃料14的流动的阻力变为最小限度的方式形成。另外，在该液体喷射喷嘴中，在喷嘴主体1的顶端部3形成有从比中空室4的阀座11更靠顶端侧的顶端侧壁面15与顶端梢5的回旋流室9的切线流路的壁面连通的至少一个连通细孔10(在图3～图6中为六个，在图7中为两个)，通过针阀2的升降，使液体流路8的燃料14通过连通细孔10从切线流路沿切线方向流入回旋流室9并在回旋流室9中在圆锥面25产生涡流即旋涡流，并将该旋涡流从喷孔7向外部喷雾。而且，相对于顶端梢5至少分别形成一个连通细孔10，连通细孔10以与切线流路在预先决定的倾斜方向上连通的方式，分别形成于喷嘴主体1的顶端部3。燃料14从连通细孔10向切线流路的端部流动，接着，流入切线流路的燃料14从切线方向流入回旋流室9的外周区域的圆锥面25，并在回旋流室9中变成涡流，并从喷孔7向外部的燃烧室进行喷雾，喷雾状态以广角扩散并微粒化，从而促进燃烧室内的空气、废气的混合。在该液体喷射喷嘴中，连通细孔10沿着切线流路的圆锥面2顺畅地导入，因此，能够降低动能的损失。
参照图8，说明该液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的第四实施例。图8示出了形成于喷嘴主体1的顶端部3的一个连通细孔10、形成于顶端梢5的回旋流室9以及形成于顶端梢5的喷孔7之间的位置关系，图8中的(A)示出了喷孔7的轴心27与回旋流室9的轴心26一致并连通的状态，图8中的(B)示出了喷孔7的轴心27与回旋流室9的轴心26一致并连通，并且形成于喷嘴主体1的顶端部3的一个连通细孔10的轴心21与形成于顶端梢5的回旋流室9的轴心偏芯距离r的状态，图8中的(C)示出了图8中的(A)的俯视图。第四实施例为基本类型，设置于顶端部3的连通细孔10为一个，从而能够容易地制造，与具有多个连通细孔10的结构相比，能够较高强度地制造。
参照图9，说明该液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的第五实施例。图9是表示形成于喷嘴主体1的顶端部3的一个连通细孔10以及形成于顶端梢5的回旋流室9与喷孔7之间的位置关系的说明图。图9中的(A)示出了回旋流室9的轴心26与喷孔7的轴心27偏芯的情况，图9中的(B)示出了图9中的(A)的俯视图。在第五实施例中，由于回旋流室9的轴心26与喷孔7的轴心27偏芯，因此，在喷雾中产生了局部浓的部位而不是均匀的喷雾，从而能够控制燃烧室中的混合气体生成。
参照图10，说明该液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的第六实施例。图10是表示形成于喷嘴主体1的顶端部3的两个连通细孔10以及形成于顶端梢5的回旋流室9与喷孔7之间的位置关系的说明图。图10中的(A)示出了两个连通细孔10与回旋流室9偏芯地连通，并且回旋流室9与喷孔7的轴心26、27一致的情况，图10中的(B)是示出图10中的(A)的侧面的说明图，图10中的(C)是图10中的(A)的俯视图。在第六实施例中，由于具有两个连通细孔10，与在先申请(日本特开2019-15253号公报)的结构相比，燃料14不会在圆锥状的回旋流室9中直角地弯曲，而是一边沿着圆锥面25产生涡流一边顺畅地倾斜地缩流而流动，从而能够显著降低伴随着缩流的损失，即，能够显著地降低压力损失，并能够使流量显著地增大。
参照图11，说明该液体喷射喷嘴中的多喷孔结构体的第七实施例。图11是表示形成于喷嘴主体1的顶端部3的两个连通细孔10以及形成于顶端梢5的复合回旋流室19与喷孔7之间的位置关系的说明图。图11中的(A)示出了两个连通细孔10与复合回旋流室19彼此偏芯地连通，并且复合回旋流室19的轴心26与喷孔7的轴心27一致的情况，图11中的(B)是表示图11中的(A)的侧面的说明图，图11中的(C)是图11中的(B)的俯视图。在第七实施例中，复合回旋流室19由圆筒状室22和与其连续的圆锥状室23形成。复合回旋流室19具有两个连通细孔10，在复合回旋流室19中，燃料14从连通细孔10沿着圆筒面在不损失喷流能量的情况下顺畅地向圆筒状室22流入并产生涡流，接着，涡流从圆筒状室22向圆锥状室23顺畅地流动，并一边沿着圆锥面25使涡流增强一边顺畅地倾斜地缩流而流动，从而能够显著降低伴随着缩流的损失，即，能够显著地降低压力损失，并能够使流量显著地增大。
Claims (9)
1.一种液体喷射喷嘴，其中，
包括：
喷嘴主体，具有包括供给液体的液体积存部的液体流路；以及
针阀，可往复升降地嵌插至沿所述喷嘴主体的长度方向延伸的中空部，
所述针阀的顶端落座于形成于所述喷嘴主体的所述中空部的顶端侧壁面的阀座部，在比所述阀座部更靠顶端侧形成有顶端液体积存部，在所述顶端液体积存部的壁面形成有多个喷孔，通过所述针阀的升降，打开形成在所述喷嘴主体的所述中空部的所述顶端侧壁面与所述针阀的所述顶端的外周面之间的所述液体流路并从所述喷孔将所述液体向外部喷雾，
在所述喷嘴主体的顶端部，形成有所述喷孔的顶端梢在周向上隔开间隔地设置有多个，并设置有形成于所述顶端梢的内侧的圆锥状的回旋流室和与所述回旋流室连通的形成于外侧的所述喷孔，在所述喷嘴主体的所述顶端部，形成有将所述顶端液体积存部和所述回旋流室连通的至少一个连通细孔，所述连通细孔相对于所述回旋流室的轴心具有倾斜角度，所述倾斜角度的矢量成分具有所述喷孔的轴向和所述回旋流室的切线方向并形成于所述顶端部，通过所述针阀的升降，所述液体流路的所述液体从所述连通细孔流入所述回旋流室而在所述回旋流室中产生涡流，所述涡流从所述喷孔向所述外部喷雾。
2.如权利要求1所述的液体喷射喷嘴，其中，
所述连通细孔相对于所述回旋流室的倾斜角度是相对于所述回旋流室的轴心倾斜15度～45度的角度。
3.如权利要求2所述的液体喷射喷嘴，其中，
所述回旋流室的所述圆锥面以相对于所述回旋流室的所述轴心成10度～40度的角度打开流入侧。
4.如权利要求2所述的液体喷射喷嘴，其中，
所述喷孔的轴心与所述回旋流室的所述轴心偏芯地设置。
5.如权利要求2所述的液体喷射喷嘴，其中，
所述喷孔的轴心与所述回旋流室的所述轴心设置在同一轴上。
6.如权利要求1所述的液体喷射喷嘴，其中，
所述顶端梢与形成于所述喷嘴主体的所述顶端部的贯通孔接合。
7.如权利要求1所述的液体喷射喷嘴，其中，
所述连通细孔相对于所述顶端梢在所述喷嘴主体的所述顶端部形成两个，并且在相对于所述回旋流室的所述圆锥面预先决定的不同位置，分别沿倾斜的切线方向交叉地形成，来自所述连通细孔的喷流在所述回旋流室中沿相同方向形成所述涡流。
8.如权利要求1所述的液体喷射喷嘴，其中，
所述连通细孔相对于所述顶端梢在所述喷嘴主体的所述顶端部形成两个，所述回旋流室形成为由圆筒状室和与该圆筒状室连续的圆锥状室构成的复合回旋流室。
9.如权利要求1所述的液体喷射喷嘴，其中，
所述液体为超高压型的柴油发动机用的燃料。
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